[发明专利]一种确定油气井致密储层中纤维暂堵转向液最优用量的方法

说明书

一种确定油气井致密储层中暂堵转向剂最优用量的方法，包括步骤：(1)计算井壁上的切向应力；(2)计算井壁处注入流体诱导的切向应力；(3)计算井壁处人工裂缝诱导的应力；(4)将直角坐标下应力转换为极坐标下应力，得到人工裂缝诱导的切向应力；(5)将前三步中的切向应力场公式联立，得到第一压裂后井壁周围的切向应力分布；(6)根据岩石弹性破裂准则，纤维滤饼附加压降值加上第一次压裂缝处切应力之和必须大于第一次压裂后井壁切向应力的极小值，确定纤维滤饼附加压降最优值；(7)根据达西公式计算出对应最优纤维滤饼长度；(8)计算出纤维暂堵转向液的最优体积。可有效优化暂堵转向剂用量，满足致密储层转向压裂设计的需求。

技术领域

本发明属于石油天然气开采技术领域，具体涉及一种确定油气井致密储层中纤维暂堵转向液最优用量方法。

背景技术

当储层地应力差较大、可压性较差时，水力压裂过程中难以形成复杂裂缝，通过暂堵逼迫裂缝转向是增强缝网扩展复杂性的重要手段。在暂堵转向压裂过程中，通过纤维暂堵转向液引入人工附加遮挡，封堵先前形成的裂缝和高渗流通道，用于进行控制转向压裂，提高改造范围和效果。目前已用于碳酸盐岩油气藏转向酸压、致密气藏转向压裂和页岩气重复压裂等现场应用。

Dashti等人使用化学转向剂和可降解纤维提高复杂碳酸盐岩地层酸化酸压改造效果，控制酸液滤失进入较宽天然裂缝系统、蚓孔区域和高渗区域，有利于酸液深穿透，提高储层纵向动用率。Adam和Zhou等人研究RDF转向液体系，将纤维用于暂堵已压开的裂缝，提升缝内压力，使人工裂缝从新方向开裂。室内实验表明，纤维注入前后，压力最大增幅可达30MPa，表明了其良好的转向性能。

纤维暂堵转向液的用量是暂堵转向压裂设计的关键，目前主要依靠现场经验或简单计算，还没有一套有效优化纤维暂堵转向液用量的方法，难以满足致密储层转向压裂设计方案的需求。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种确定油气井致密储层中纤维暂堵转向液最优用量方法，达到降低材料使用成本，增加转向压裂成功率的目的。

为达到上述目的，提供一种确定油气井致密储层中纤维暂堵转向液最优用量的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：计算钻井后油气井的井壁上的切向应力，公式如下：

σ_θ0＝-p_w+(σ_H+σ_h)-2(σ_H-σ_h)cos(2θ) (1)

其中，p_w为井底液柱静压力，单位为兆帕；σ_H和σ_h为远场最大、最小水平主应力，单位为：兆帕；θ为极角，即井径方向与x轴正向的夹角，单位为弧度；

步骤二：在油气井的井壁处，计算注入流体诱导的切向应力，公式如下：

σ_θ1＝η(p_w-p₀) (2)

其中，p_w为井底液柱静压力，单位为兆帕；p₀为原始地层压力，单位为兆帕；α为Biot弹性系数，ν为岩石泊松比；

步骤三：在油气井的井壁处，计算人工裂缝诱导的应力分别如下：

Δσ_y＝v(Δσ_x+Δσ_z) (5)

式中：